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FecalIndicatorBacteria,DirectPathogenDetection,andMicrobialCommunityAnalysisProvideDifferentMicrobiologicalWaterQualityAssessmentofATropicalUrbanMarineEstuary

1.文章名，杂志名，作者

1）文章名：粪便指示菌、直接病原体检测和微生物群落分析为热带城市海洋河口提供了不同的微生物水质评价

2）杂志名：WaterResearch

3）作者：PrakitSaingam,BoLi,andTaoYan

4）IF：9.

科学问题

城市海洋河口经常受到微生物污染的影响，这种污染严重影响人类健康，而在没有污水泄漏报告的情况下，对城市海洋河口的微生物水质了解有限。本研究以热带城市海洋河口夏威夷檀香山的Ala-Wai运河为模型系统，比较粪便指示菌（FIB）浓度、细菌病原菌分布和微生物群落结构。

实验方法

结果

1.FIB指示水质

1）大肠杆菌，肠球菌和产气荚膜梭菌在AlaWai运河水中的浓度是通过基于培养的计数来确定的，所有28个水样都是在一次和二次采样事件期间采集的（图2A）。水样中大肠杆菌的平均浓度较大

为了测试不同的FIB是否描述了相似的水质情况，大肠杆菌，将单个水样中的肠球菌和产气荚膜梭菌相互比较，并与EPA水质标准的GM和STV值进行比较（图2B）。尽管大肠杆菌和肠球菌浓度似乎呈现出正趋势（即大肠杆菌浓度越高对应肠球菌浓度越高），但相关性在统计学上并不显著。产气荚膜梭菌和两种常见FIB之间的相关性甚至弱于大肠杆菌和肠球菌之间的相关性，这一点通过观察得到了证实，即产气荚膜梭菌水平大于50CFU/mL的单个样品未超过大肠杆菌和肠球菌的STV标准（图2B）。

2.粪便细菌病原体

在采集的15个水样中，测定了四种不同的粪便细菌病原体，包括沙门氏菌属、弯曲杆菌属、单核细胞增生性李斯特菌和副溶血性弧菌，并与FIB浓度进行了比较（图3）。在所有水样中均未检测到沙门氏菌、弯曲杆菌或单核细胞增生性李斯特菌，包括粪便指示肠球菌和大肠杆菌浓度较高的水样。相比之下，副溶血性弧菌在阿拉维运河水中普遍存在，在77%（10/15）的水样中检出阳性。没有一种FIB（大肠杆菌、肠球菌和产气荚膜梭菌）与副溶血性弧菌的发生有显著相关性。随后的二次采样在%（10/10）的水样中检测到副溶血性弧菌。与一次采样类似，在水样中未检测到副溶血性弧菌与FIB之间的显著相关性。

3.底泥中纤维蛋白原与细菌病原

肠球菌，大肠杆菌和产气荚膜梭菌的检测频率和浓度没有明显的趋势或关系。在任何底泥样品中均未检测到沙门氏菌属、弯曲杆菌属或单核细胞增生李斯特菌，而40%（6/15）的底泥样品对副溶血性弧菌呈阳性。随后的二次采样在43%（3/7）的底泥样品中检测到副溶血性弧菌。在底泥样品中未检测到副溶血性弧菌和纤维蛋白原之间的显著相关性。

4.微生物群落结构

对28份水样进行16srrna基因扩增子测序，共鉴定出个属级分类群，88个属级分类群。其中，有27个类群在至少一个水样中的相对丰度高于5%，占水样序列的大部分（范围：84-%，平均值：91%）。因此，这些分类群被认为是主要分类群，并被用来说明微生物群落的动态（图4）。水样中的微生物群落高度相似，主要分类群的相似组成模式表明了这一点。然而，微生物群落的聚类并不是根据采样地点或采样日期进行的，这表明水微生物群落具有很强的动态性。

5.粪便指示细菌与水环境参数

为了确定与AlaWai运河水中粪便细菌丰度相关的水环境参数，通过相关分析测定了水样的理化参数，并与FIB和副溶血性弧菌浓度进行了比较。大肠杆菌与温度、盐度呈显著负相关，肠球菌仅与温度呈显著正相关。水中的产气荚膜菌与溶解氧、浊度和总有机碳显著相关。副溶血性弧菌与环境参数无显著相关性。弧菌、梭状芽孢杆菌和弧菌基因的相对丰度也与水质参数无相关性。盐度是微生物群落模式变化的重要主要预测因子。

讨论

1.在4种人类细菌性致病菌中，3种常见的粪便致病菌，包括沙门氏菌、弯曲杆菌或单核细胞增生性李斯特菌，在水体中均未检出，而副溶血性弧菌在城市海洋河口经常被观察到并对人类健康构成重大威胁。

2.独立于培养的微生物群落分析检测到弧菌属，但未检测到FIB或粪便细菌病原体，支持水中弧菌的高流行。

3.三种粪便病原体的检测模式与FIB浓度无显著相关性，而副溶血性弧菌作为一种机会性环境病原体的健康风险预计不会被FIB所指示。

4.在热带城市河口环境中，采用传统的FIBs评价水质微生物的局限性。需要进一步研究以制定替代战略，例如制定特定地点的微生物水质标准或直接检测病原体以进行全面的微生物风险评估，以便实现公共卫生保护。

文本：王青瑶

编辑：周灿